臺達機電產品在木線條砂光機上的整合應用_編碼器_電機

臺達機電產品在木線條砂光機上的整合應用

2008/5/21 17:01:00

摘要： 介紹了利用臺達機電產品對木線條砂光設備整合開發應用。利用臺達機電產品及機械配合研發直線型和L型之較復雜的直線仿形砂光機，該砂光機械設備能一次砂削三個面兩個角木線條。
關鍵詞： 木線條砂光人機界面可編程控制器變頻器

1、引言
實木質裝飾線條（又稱木線條）是室內裝飾用基礎建筑材料。室內裝飾工程的實木線條主要用于美化和保護裝飾面板的收口位置，例如門套線、平板線、半圓線、陰角線、百葉線等。實木質線條由專用機械將各種木材剖析加工而成。由于木線條細長，對于木質要求較高，需用柚木、山毛櫸（大多為紅櫸）、白木、水曲柳、椴木等“無節木”樹材加工。木線條的加工質量是裝飾效果的關鍵。木線條表面加工工藝的優劣，對油漆后的裝飾成品形態和視覺效果有直接影響。
自動化木線條砂光機屬于木材表面精加工專用木工機械。自動線條砂光機是專業對各種形狀木線條進行砂光的機器，利用砂帶、砂布(紙)砂光木工件表面，適合異性線條的砂光，減少人力，增進產能。復雜的直線仿形邊的砂光，砂帶速度和送料速度均采用無級變速。

2 、基于臺達機電一體化技術的砂光機

2.1 機械結構
（1）砂光功能與整機結構。適用于直線和L型較復雜之直線仿形砂光機，能一次同時砂削三個面兩角。
整機結構參見圖1。從進料位可看出,工位砂架1號是砂削木塊上側面；工位2號、3號是砂削及拋光木塊右側面；工位4號、5號是砂削及拋光木塊左側面，一次性共砂削三個面，進料處有一個光電開關，送料電機配有一個編碼器計算加工量及計算位置。
（2）無級調速。砂帶砂輪速度采用變頻調速，能滿足各種材質需求，操作方便。
（3）進給工位自動補償。根據加工量增加來啟動氣閥進行仿形輪的自動進給補償，保證砂頭不會因磨輪的磨損而改變砂削效果。

圖1砂光機整機

2．2機械性能設計
機械性能設計是機電一體化自動化系統設計的基礎。機械性能設計參參見表1。

表1砂光機機械性能

工作寬度范圍 50-130mm 三角砂架砂帶線速 8-18m/s
工件最小長度 >=660mm 三角砂架傾斜角度 0- +90
工件厚度范圍 10-80mm 砂帶張緊氣壓 0.2-0.3Mpa
三角砂架磨削最大有效寬度 60mm 壓模塊頂出氣壓 0.3-0.5Mpa
單軸砂架磨削最大有效寬度 80mm 砂頭砂帶線速度 8-13m/s
送料速度 9.0-57m/min 砂頭可傾斜角度 0- +90
送料電機 1臺(PCS)380V、50Hz、1.5KW、1400r/min 電氣總功率 12.86KW
三角砂架電機 3臺(PCS)380V、50Hz、2.2KW、1410r/min 外形尺寸 6050*2000*1750mm
三角砂架搖擺電機 3臺(PCS)380V、50Hz、0.12KW、1400r/min
砂頭電機 2臺(PCS)380V、50Hz、2.2KW、1410r/min
2．3 臺達自動化體系設計
根據設備裝置及工藝的要求，選擇臺達SV 系列PLC自動化技術平臺。臺達SV系列是臺達Slim家族的新成員，不但體積小而且性能高，由于一個28點的主機上就有4信道200kHz高速脈沖輸入和4通道200kHz高速脈沖輸出，所以一臺機器上只要一個28點的主機即可實現。另外，SV系列PLC超強的網絡通訊功能為設備聯網和工廠信息化提供了可能性，使客戶無需增加額外的硬件投資即可實現輕松聯網。滿足了砂光機工藝高速計數要求。
電氣自動化總配置選擇臺達機電產品：臺達觸摸屏DOP57CSTD； SV 系列PLC主機DVP28SV11R；8DI/8DO繼電器擴展模塊DVP16SP11R；8DO繼電器擴展模塊DVP08SN11R；高功能低噪音迷你型變頻器VFD022M43B分別驅動1號砂架電機、2號砂架電機、3號砂頭電機、4號砂架電機、5號砂頭電機。系統構架參見圖2。

圖2 系統構架

2.3人機界面與操作

根據工藝的要求，在設計時每一個工位是獨立分開的，可以任意選擇，方便用戶操作。在每一個工位里有一個隱藏按鈕,啟用了工位才可以按取隱藏按鈕進入啟用工位的參數設定及調試監控，如圖3 、圖4所示。

圖3 工位選擇圖4工位操作
圖4中每一個砂架上都配有一個吹灰閥吹干凈砂削的木削粉。壓模塊推出長度設定:指木塊起始端從光電開關ON時編碼器開始有料計數達到設定此置時壓模塊推出開始削木塊。壓模塊退回長度設定:指木塊尾端從光電開關為OFF時編碼器開始無料計數達到此設定數值時為退出壓模塊停止砂削木塊。每個工位的旋轉速度（變頻器速度）在觸摸屏上調整改變了以前在面板上調節。砂架2、4同理。
圖5顯示砂頭工位3控制畫面，砂頭推出長度設定跟壓模塊推出長度設定動作原理一樣,砂頭

圖5 砂頭3工位操作圖6砂頭5工位操作

是用來拋光木塊用的，而砂架上的是砂紙用來打磨用的，兩者的功能用途不一樣。此畫面有補償閥有開關選擇可啟用或者關閉此工功能，開始此功能時，須設定位置來補償，這設定值是指在砂頭拋光木塊多少個厘米開始補償一次，實現不會因為砂輪拋光木塊多而直徑減小，造成拋光不到木塊。后面有一個顯示值可實時觀看到當次補償后的拋光木塊數量。砂頭工位5原理相同控制畫面。

2.4故障處理
觸摸屏設計報警畫面如圖7圖所示。當有報警時此畫面會自動調出，并顯示當前的警報故障。

從警報內容可看出，警報號1—5分別是變頻器通信故障，當沒有接通信線時或者說通信斷了及接錯了，都會報站號的變頻器通信故障報警,以便電氣工程師查詢；警報號8—12分別是變頻器過載報警；警報號13指輸送電機過載；14號編碼器故障，沒有接編碼器或者說相位接錯及缺相者會報14 編碼器信號錯誤。在總個機械上裝有多個急停按鈕，因此在觸摸屏上專做一個子畫面顯示急停按鈕信息。當任何一個急停按鈕按下時，觸摸屏會自動跳出圖7的子畫面并一直顯示，直到全部急停按鈕都釋放后，圖7畫面會自動關閉。總個電氣有報警信息顯示，方便電工及操作工的故障排除。

3 、結束語
該設備用于裝飾線條的直線異行面砂光,是高檔木線條、竹線條等飾條生產的理想設備，能大幅提升的產品品質，提高生產效率，降低加工成本，有效解決了高檔線條生產中砂光環節用工多、工作粉塵大、質量難于控制等問題。臺達機電產品在木工行業廣泛運用得到木工加工行業用戶的好評。機電產品功能靈活性以及技術支持深受眾多木工設備制造商電氣工程師歡迎。